JP2003037365A - Multilayer wiring board - Google Patents

Multilayer wiring board

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JP2003037365A
JP2003037365A JP2001224639A JP2001224639A JP2003037365A JP 2003037365 A JP2003037365 A JP 2003037365A JP 2001224639 A JP2001224639 A JP 2001224639A JP 2001224639 A JP2001224639 A JP 2001224639A JP 2003037365 A JP2003037365 A JP 2003037365A
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JP
Japan
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layer
insulating
conductor
insulating film
hole
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Application number
JP2001224639A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshihiko Maeda
敏彦 前田
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem due to the fact that a via hole conductor is deformed and disconnected by heat and pressure applied when insulating film layers are laminated and bonded together in a multilayer wiring board where an insulating film layer is formed on a board to serve as an insulating layer. SOLUTION: In a multilayer wiring board, insulating layers each composed of an insulating film layer 4 and an insulating adhesive layer 5 and wiring conductor layers 3 are laminated on a board 1, the wiring conductor layers are electrically connected together with via hole conductors 7 provided to via holes 6 bored in the insulating layers each interposed between the wiring conductor layers 3. Provided that the thickness of the via hole conductor 7 at the bottom of the via hole 6 is represented by tv , the thickness of the insulating adhesive layer 5 is represented by tad , and the thickness of the insulating film layer 4 is represented by tf , tad , tv , and tf are so set as to satisfy a relational expression, tad <=tv <=0.6(tf +tad ). The lower insulating adhesive layer 5 is restrained from being deformed due to heat and pressure applied when the insulating film layers 4 are laminated and bonded together by the via hole conductors 7, so that the via hole conductors 7 are hardly deformed and disconnected.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は多層配線基板に関
し、より詳細には混成集積回路装置や半導体素子を収容
する半導体素子収納用パッケージ等に使用される多層配
線基板に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multilayer wiring board, and more particularly to a multilayer wiring board used for a hybrid integrated circuit device and a semiconductor element housing package for housing semiconductor elements.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、混成集積回路装置や半導体素子収
納用パッケージ等に使用される多層配線基板としては、
配線導体を高密度に形成することを目的として、基板上
に薄膜の絶縁層と配線導体層とから成る多層配線部を形
成した多層配線基板が採用されていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a multilayer wiring board used for a hybrid integrated circuit device, a package for accommodating semiconductor elements, etc.
For the purpose of forming the wiring conductors at a high density, a multilayer wiring board in which a multilayer wiring portion including a thin insulating layer and a wiring conductor layer is formed on the substrate has been adopted.

【0003】かかる多層配線基板は、酸化アルミニウム
質焼結体等から成る基板の上面に、スピンコート法等に
よって形成されるポリイミド樹脂等から成る薄膜の絶縁
層と、銅やアルミニウム等の金属から成り、めっき法や
蒸着法等の薄膜形成技術およびフォトリソグラフィー技
術を採用することによって形成される配線導体層とを交
互に多層に積層させた構造を有している。
Such a multilayer wiring board comprises a thin film insulating layer made of a polyimide resin or the like formed by a spin coating method or the like on the upper surface of a substrate made of an aluminum oxide sintered body or the like, and a metal such as copper or aluminum. It has a structure in which a wiring conductor layer formed by adopting a thin film forming technique such as a plating method or a vapor deposition method and a photolithography technique are alternately laminated in multiple layers.

【0004】しかしながら、スピンコート法によってポ
リイミド樹脂から成る絶縁層を形成した場合、所望の厚
みに絶縁層を形成するには多数回に分けてポリイミド樹
脂の前駆体を塗布する必要があり、さらにその後にポリ
イミド樹脂の前駆体をポリイミド化させるキュア工程が
必要となるため、製造工程が長くなるという問題点があ
った。
However, when an insulating layer made of a polyimide resin is formed by a spin coating method, it is necessary to apply the polyimide resin precursor in a number of times in order to form the insulating layer with a desired thickness. In addition, there is a problem that the manufacturing process becomes long because a curing process for polyimidizing the precursor of the polyimide resin is required.

【0005】そこで、ポリイミド樹脂等から成る複数の
絶縁フィルム層を間にビスマレイミドトリアジン樹脂等
から成る絶縁性接着剤層を介して積層して成る絶縁層を
用いる多層配線基板が採用されてきている。
Therefore, a multilayer wiring board using an insulating layer formed by laminating a plurality of insulating film layers made of polyimide resin or the like with an insulating adhesive layer made of bismaleimide triazine resin or the like interposed therebetween has been adopted. .

【0006】かかる多層配線基板の絶縁層の形成は、ま
ず絶縁フィルムに絶縁性接着剤をドクターブレード法等
を用いて塗布し乾燥させたものを準備し、この絶縁フィ
ルム層を基板や下層の絶縁フィルム層の上面に間に絶縁
性接着剤層が配されるように積み重ね、これを加熱プレ
ス装置を用いて加熱加圧し接着することにより行なわれ
る。
In order to form the insulating layer of such a multilayer wiring board, first, an insulating film is coated with an insulating adhesive using a doctor blade method or the like and dried to prepare an insulating film layer for insulating the substrate and the lower layer. It is carried out by stacking the insulating adhesive layer on the upper surface of the film layer so as to be disposed between them, and heating and pressurizing this by using a heating press device to bond them.

【0007】また、上下に位置する配線導体層間の電気
的接続は、レーザやドライエッチング等の手法により絶
縁フィルム層および絶縁性接着剤層に貫通孔(ビアホー
ル)を形成し、その後、ビアホールの内壁に真空成膜法
やめっき法によりビアホール導体を形成することにより
行なわれている。
For electrical connection between the wiring conductor layers located above and below, a through hole (via hole) is formed in the insulating film layer and the insulating adhesive layer by a method such as laser or dry etching, and then the inner wall of the via hole is formed. Is formed by forming a via-hole conductor by a vacuum film forming method or a plating method.

【0008】このビアホール導体は、例えばビルドアッ
プ基板等の高密度配線基板においては、以下の(1)〜
(5)の工程を含む製造方法で形成されている。 (1)レーザにより開口されたビアホールの内部を過マ
ンガン酸カリウム溶液等の粗化液で粗化する。 (2)この粗化した面にめっき触媒としてPd等を付与
し、その後、無電解めっきにより下地導体膜を形成す
る。 (3)次に、下地導体膜の上にフォトレジストを塗布す
るとともにこれに露光・現像を施すことによって、下地
導体層のうち上層の主導体層を形成する部分に所定形状
の窓部を形成する。 (4)次に、フォトレジストの窓部に露出させた下地導
体層を電極として電解めっき皮膜を3〜10μmの厚みに
形成する。これによって上層の主導体層の部分に相当す
る露出した下地導体層上にめっき皮膜が形成され、その
他の部分はフォトレジストに覆われているためにめっき
皮膜が形成されず、上層の配線導体層およびビアホール
導体に相当する部分にのみ主導体層が形成される。 (5)このようにして所定の厚さの主導体層を形成した
後、フォトレジストを剥離除去し、次に、主導体層をエ
ッチングレジストとして先に電解めっき用電極として使
用した下地導体層の一部をエッチングすることによっ
て、配線導体層およびビアホール導体が形成される。
This via-hole conductor has the following (1) to (3) in a high-density wiring board such as a build-up board.
It is formed by a manufacturing method including the step (5). (1) The inside of the via hole opened by the laser is roughened with a roughening solution such as a potassium permanganate solution. (2) Pd or the like is applied as a plating catalyst to the roughened surface, and then a base conductor film is formed by electroless plating. (3) Next, a photoresist is applied on the underlying conductor film, and the photoresist is exposed and developed to form a window portion having a predetermined shape in a portion of the underlying conductor layer where the upper main conductor layer is formed. To do. (4) Next, an electrolytic plating film having a thickness of 3 to 10 μm is formed using the underlying conductor layer exposed in the window portion of the photoresist as an electrode. As a result, a plating film is formed on the exposed underlying conductor layer corresponding to the portion of the upper main conductor layer, and the plating film is not formed on the other portions because it is covered with photoresist. And the main conductor layer is formed only in the portion corresponding to the via hole conductor. (5) After the main conductor layer having a predetermined thickness is formed in this manner, the photoresist is peeled and removed, and then the main conductor layer is used as an etching resist for the base conductor layer previously used as the electrode for electrolytic plating. By partially etching, the wiring conductor layer and the via hole conductor are formed.

【0009】この方法によれば、配線導体層とビアホー
ル導体とを一体に形成しているため、ビアホール導体は
配線導体層とほぼ同じ厚みでビアホールの内壁に均一に
形成されている。
According to this method, since the wiring conductor layer and the via-hole conductor are integrally formed, the via-hole conductor is uniformly formed on the inner wall of the via-hole with substantially the same thickness as the wiring conductor layer.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような絶縁フィルム層を間に絶縁性接着剤層を介して加
熱加圧し接着する多層配線基板においては、絶縁フィル
ム層を多層化する加熱プレス工程にて、高温な状態の絶
縁層に機械的な負荷が加わることとなる。そのため、絶
縁性接着剤層は常温常圧時に比べ大きく変形し、ビアホ
ールの内壁に形成されたビアホール導体も絶縁性接着剤
層の変形に追従して変形する。その結果、ビアホールの
内壁に均一に形成されたビアホール導体の変形や破断が
起こり、上下に位置する配線導体層間の導通不良が発生
するという問題点があった。
However, in a multilayer wiring board in which the insulating film layers as described above are heated and pressed through an insulating adhesive layer to bond them, a hot pressing step for forming the insulating film layers into multiple layers. Therefore, a mechanical load is applied to the insulating layer in a high temperature state. Therefore, the insulative adhesive layer is largely deformed compared to normal temperature and pressure, and the via-hole conductor formed on the inner wall of the via hole is also deformed following the deformation of the insulative adhesive layer. As a result, there is a problem that the via-hole conductor uniformly formed on the inner wall of the via-hole is deformed or ruptured, resulting in poor conduction between the wiring conductor layers located above and below.

【0011】特に、絶縁性接着剤層が熱可塑性樹脂で形
成されている場合には上記の導通不良は顕著にあらわれ
る。しかし、加熱プレス工程のような接着剤のガラス転
移温度に近い高温な状態で機械的な負荷が加わる場合に
は、絶縁性接着剤層が熱硬化性樹脂であってもビアホー
ル導体の変形が発生することがある。
In particular, when the insulating adhesive layer is made of a thermoplastic resin, the above-mentioned defective conduction is remarkable. However, when a mechanical load is applied at a high temperature close to the glass transition temperature of the adhesive, such as in a hot pressing process, even if the insulating adhesive layer is a thermosetting resin, deformation of the via-hole conductor occurs. I have something to do.

【0012】また、ビアホールの内部を導体で完全に充
填した場合には、ビアホールを充填した導体と絶縁層と
の熱膨張係数に大きな差があるため、多層配線基板にチ
ップ部品等を実装する際の加熱工程や温度サイクル試験
等の耐環境試験において、絶縁層にクラックが発生した
り、あるいはビアホールを充填した導体と下層の配線導
体層との間で剥離が発生するという問題点があった。
When the inside of the via hole is completely filled with a conductor, there is a large difference in the coefficient of thermal expansion between the conductor filled in the via hole and the insulating layer, so that when mounting a chip component or the like on the multilayer wiring board. In the environment resistance test such as the heating step or the temperature cycle test, there is a problem that cracks occur in the insulating layer or peeling occurs between the conductor filled with the via hole and the lower wiring conductor layer.

【0013】本発明は上記従来技術における問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、絶縁フィルム層
を多層化する際の加熱プレス工程において発生するビア
ホールの内壁に形成されたビアホール導体の変形や破
断、さらにはチップ部品等を実装する際の加熱工程や温
度サイクル試験等の耐環境試験において発生するビアホ
ール導体と下層の配線導体層との剥離を抑制した、電気
的接続信頼性に優れた多層配線基板を提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and an object of the present invention is to provide a via-hole conductor formed on the inner wall of a via-hole generated in a hot-pressing step when forming an insulating film layer into multiple layers. Suppresses deformation and breakage, as well as peeling between the via-hole conductor and the underlying wiring conductor layer that occurs in environmental resistance tests such as heating processes and temperature cycle tests when mounting chip parts, etc., and excellent electrical connection reliability Another object is to provide a multilayer wiring board.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の多層配線基板
は、基板上に有機樹脂から成る複数の絶縁フィルム層と
配線導体層とを積層するとともに上下に前記絶縁フィル
ム層を間に絶縁性接着剤層を介して接着し、上下に位置
する前記配線導体層同士をその間の絶縁フィルム層およ
び絶縁性接着剤層に設けたビアホールにビアホール導体
を配して電気的に接続して成る多層配線基板であって、
前記ビアホールの底部における前記ビアホール導体の厚
みをtv、前記絶縁性接着剤層の厚みをtad、前記絶縁
フィルム層の厚みをtfとしたとき、tad≦tv≦0.6
(tf+tad)を満たすことを特徴とするものである。
A multilayer wiring board according to the present invention comprises a plurality of insulating film layers made of an organic resin and a wiring conductor layer, which are laminated on the board, and are electrically bonded to each other above and below the insulating film layers. A multi-layer wiring board which is adhered via an adhesive layer, and the wiring conductor layers located above and below are electrically connected by arranging via hole conductors in via holes provided in an insulating film layer and an insulating adhesive layer between them. And
When the thickness of the via-hole conductor at the bottom of the via-hole is t v , the thickness of the insulating adhesive layer is t ad , and the thickness of the insulating film layer is t f , t ad ≤t v ≤0.6
It is characterized by satisfying (t f + t ad ).

【0015】また、本発明の多層配線基板は、上記構成
において、前記絶縁フィルム層の250℃における貯蔵弾
性率を1000MPa以上とし、前記絶縁性接着剤層の250
℃における貯蔵弾性率を0.1MPa以上50MPa以下と
したことを特徴とするものである。
Further, in the multilayer wiring board of the present invention having the above-mentioned constitution, the storage elastic modulus of the insulating film layer at 250 ° C. is 1000 MPa or more, and the insulating adhesive layer of 250 is used.
The storage elastic modulus at ° C is 0.1 MPa or more and 50 MPa or less.

【0016】また、本発明の多層配線基板は、上記構成
において、前記絶縁フィルム層をポリイミド、前記絶縁
性接着剤層をポリイミドシロキサンまたはシロキサン変
性ポリアミドイミド、前記ビアホール導体を銅または銅
合金で形成したことを特徴とするものである。
Further, in the multilayer wiring board of the present invention having the above structure, the insulating film layer is made of polyimide, the insulating adhesive layer is made of polyimidesiloxane or siloxane modified polyamideimide, and the via-hole conductor is made of copper or copper alloy. It is characterized by that.

【0017】本発明の多層配線基板によれば、ビアホー
ルの底部におけるビアホール導体の厚みをtad≦tv
したことにより、ビアホール導体が絶縁性接着剤層の厚
み以上に形成されているため、絶縁フィルム層を多層化
する際の加熱プレス工程で高温な状態の絶縁層に機械的
負荷が加わった場合にも、絶縁性接着剤層の変形はビア
ホール導体により抑制されるため、ビアホールの内壁に
形成されたビアホール導体は変形や破断を起こさなくな
る。
According to the multilayer wiring board of the present invention, since the thickness of the via-hole conductor at the bottom of the via-hole is t ad ≤t v , the via-hole conductor is formed to be thicker than the insulating adhesive layer. Even when a mechanical load is applied to the insulating layer in a high temperature state during the hot pressing process when the insulating film layer is multilayered, the deformation of the insulating adhesive layer is suppressed by the via hole conductor, so the inner wall of the via hole is suppressed. The formed via-hole conductor does not deform or break.

【0018】また、ビアホール底部におけるビアホール
導体の厚みをtv≦0.6(tf+tad)としたことによ
り、ビアホールの内部はビアホール導体で完全に埋め込
まれずにビアホールの上部にはビアホール導体の内側に
凹部が形成される。このビアホール内の凹部には、ビア
ホール導体が形成された絶縁層上にさらに絶縁フィルム
層を加熱プレス機にて積層し多層化する際、絶縁性接着
剤層が充填される。その結果、ビアホール内の凹部では
熱膨張係数が絶縁層に近づくため、温度が変動した際に
もビアホールの周囲に生じる応力を小さくすることがで
きる。このことにより、多層配線基板にチップ部品を実
装する際の加熱工程や温度サイクル試験等の耐環境試験
において発生する絶縁層のクラックやビアホール導体と
下層の配線導体層との間における剥離がなくなる。
Further, by setting the thickness of the via hole conductor at the bottom of the via hole to t v ≤0.6 (t f + t ad ), the inside of the via hole is not completely filled with the via hole conductor, and the upper portion of the via hole is located inside the via hole conductor. A recess is formed. The recesses in the via holes are filled with an insulating adhesive layer when an insulating film layer is further laminated on the insulating layer on which the via hole conductor is formed by a heat press machine to form a multilayer structure. As a result, the coefficient of thermal expansion of the recess in the via hole approaches that of the insulating layer, so that the stress generated around the via hole can be reduced even when the temperature changes. As a result, cracks in the insulating layer and peeling between the via-hole conductor and the lower wiring conductor layer, which occur in an environment resistance test such as a heating process or a temperature cycle test when mounting a chip component on a multilayer wiring board, are eliminated.

【0019】これにより、上下に位置する配線導体層間
の導通不良の発生がなくなり、電気的接続信頼性の優れ
た多層配線基板となる。
As a result, a conductive failure between the upper and lower wiring conductor layers does not occur, and the multilayer wiring board has excellent electrical connection reliability.

【0020】さらに、本発明の多層配線基板によれば、
絶縁フィルム層の250℃における貯蔵弾性率を1000MP
a以上とし、絶縁性接着剤層の250℃における貯蔵弾性
率を0.1MPa以上50MPa以下としたときには、絶縁
フィルム層を多層化する際の加熱プレス工程で高温な状
態の絶縁層に機械的負荷が加わった場合にも、絶縁フィ
ルム層の弾性率は高く維持されるためほとんど変形しな
い。また、絶縁性接着剤層もゴム弾性領域にあるため大
幅に変形しない。この結果、プレス圧力はビアホール導
体に集中することがなくなり、ビアホールの内壁に形成
されたビアホール導体は変形や破断を起こさなくなる。
Further, according to the multilayer wiring board of the present invention,
Storage elastic modulus of insulating film layer at 250 ℃ is 1000MP
When the storage elastic modulus at 250 ° C. of the insulating adhesive layer is 0.1 MPa or more and 50 MPa or less, a mechanical load is applied to the insulating layer at a high temperature in the hot pressing step when the insulating film layer is multilayered. Even when added, the elastic modulus of the insulating film layer is maintained at a high level so that it is hardly deformed. Further, the insulating adhesive layer is also in the rubber elastic region, so that it is not significantly deformed. As a result, the pressing pressure does not concentrate on the via-hole conductor, and the via-hole conductor formed on the inner wall of the via-hole does not deform or break.

【0021】これにより、上下に位置する配線導体層間
の導通不良の発生がなくなり、より一層、電気的接続信
頼性の優れた多層配線基板となる。
As a result, a conductive failure between the upper and lower wiring conductor layers does not occur, and the multilayer wiring board is further excellent in electrical connection reliability.

【0022】さらに、本発明の多層配線基板によれば、
絶縁フィルム層をポリイミド、絶縁性接着剤層をポリイ
ミドシロキサンまたはシロキサン変性ポリアミドイミ
ド、ビアホール導体を銅または銅合金で形成したときに
は、絶縁性接着剤層とビアホール導体の熱膨張係数の差
が小さくなり、温度変動時にビアホールの周囲で生じる
応力を小さくすることができる。このことにより、多層
配線基板にチップ部品を実装する際の加熱工程や温度サ
イクル試験等の耐環境試験において発生する絶縁層のク
ラックやビアホール導体と下層の配線導体層との間にお
ける剥離がなくなる。
Further, according to the multilayer wiring board of the present invention,
When the insulating film layer is formed of polyimide, the insulating adhesive layer is formed of polyimide siloxane or siloxane-modified polyamideimide, and the via-hole conductor is formed of copper or a copper alloy, the difference in thermal expansion coefficient between the insulating adhesive layer and the via-hole conductor is reduced, The stress generated around the via hole when the temperature changes can be reduced. As a result, cracks in the insulating layer and peeling between the via-hole conductor and the lower wiring conductor layer, which occur in an environment resistance test such as a heating process or a temperature cycle test when mounting a chip component on a multilayer wiring board, are eliminated.

【0023】また、ポリイミド,ポリイミドシロキサ
ン,シロキサン変性ポリアミドイミドは誘電率や誘電正
接が高周波領域の広い範囲で低く、高周波特性に優れた
絶縁層にすることができる。
Further, polyimide, polyimide siloxane, and siloxane-modified polyamide-imide have low dielectric constant and dielectric loss tangent in a wide range of high frequencies, and can be formed into an insulating layer having excellent high frequency characteristics.

【0024】これらにより、上下に位置する配線導体層
間の導通不良の発生がなくなるとともに、高周波特性に
優れた絶縁層とすることができ、電気的接続信頼性と高
周波特性の優れた多層配線基板となる。
As a result, it is possible to prevent the occurrence of conduction defects between the upper and lower wiring conductor layers and to form an insulating layer having excellent high frequency characteristics, and to provide a multilayer wiring board having excellent electrical connection reliability and high frequency characteristics. Become.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明を詳
細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0026】図1は本発明の多層配線基板の実施の形態
の一例を示す断面図であり、図2は図1に示す多層配線
基板におけるビアホール導体の周辺の状態を示す要部拡
大断面図である。これらの図において、1は基板、2は
多層配線部、3は配線導体層、4は絶縁フィルム層、5
は絶縁性接着剤層、6はビアホール、7はビアホール導
体である。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of an embodiment of a multilayer wiring board of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view of an essential part showing a state around a via-hole conductor in the multilayer wiring board shown in FIG. is there. In these figures, 1 is a substrate, 2 is a multilayer wiring part, 3 is a wiring conductor layer, 4 is an insulating film layer, 5
Is an insulating adhesive layer, 6 is a via hole, and 7 is a via hole conductor.

【0027】基板1は、その上面に複数の絶縁フィルム
層4を間に絶縁性接着剤層5を介して積層した絶縁層と
配線導体層3とを多層に積層した多層配線部2が配設さ
れており、この多層配線部2を支持する支持部材として
機能する。
The substrate 1 is provided with a multilayer wiring portion 2 on the upper surface of which a plurality of insulating film layers 4 are laminated via an insulating adhesive layer 5 and a wiring conductor layer 3 are laminated in multiple layers. And functions as a support member that supports the multilayer wiring section 2.

【0028】基板1は、酸化アルミニウム質焼結体,ム
ライト質焼結体等の酸化物系セラミックス、あるいは表
面に酸化物膜を有する窒化アルミニウム質焼結体,炭化
珪素質焼結体等の非酸化物系セラミックス、さらにはガ
ラス繊維から成る基材にエポキシ樹脂を含浸させたガラ
スエポキシ樹脂やガラス繊維から成る基材にビスマレイ
ミドトリアジン樹脂を含浸させたもの等の電気絶縁材料
で形成されている。
The substrate 1 is made of an oxide-based ceramic such as an aluminum oxide-based sintered body or a mullite-based sintered body, or an aluminum nitride-based sintered body having an oxide film on its surface, or a non-silicon carbide-based sintered body. It is made of oxide-based ceramics, or an electrically insulating material such as glass epoxy resin in which a base material made of glass fiber is impregnated with epoxy resin, or a base material made of glass fiber impregnated with bismaleimide triazine resin. .

【0029】例えば、酸化アルミニウム質焼結体で形成
されている場合には、アルミナ,シリカ,カルシア,マ
グネシア等の原料粉末に適当な有機溶剤,溶媒を添加混
合して泥漿状となすとともにこれを従来周知のドクター
ブレード法やカレンダーロール法を採用することによっ
てセラミックグリーンシート(セラミック生シート)を
形成し、しかる後、このセラミックグリーンシートに適
当な打ち抜き加工を施し、所定形状となすとともに高温
(約1600℃)で焼成することによって、あるいはアルミ
ナ等の原料粉末に適当な有機溶剤,溶媒を添加混合して
原料粉末を調整するとともにこの原料粉末をプレス成形
機によって所定形状に成形し、最後にこの成形体を高温
(約1600℃)で焼成することによって製作される。ま
た、ガラスエポキシ樹脂から成る場合は、例えばガラス
繊維から成る基材にエポキシ樹脂の前駆体を含浸させ、
このエポキシ樹脂前駆体を所定の温度で熱硬化させるこ
とによって製作される。
For example, in the case of being formed of an aluminum oxide sintered body, an appropriate organic solvent or solvent is added to and mixed with a raw material powder of alumina, silica, calcia, magnesia or the like to form a slurry. A ceramic green sheet (ceramic green sheet) is formed by adopting the conventionally well-known doctor blade method or calendar roll method, and then this ceramic green sheet is subjected to appropriate punching processing to form a predetermined shape and high temperature (about The raw material powder is prepared by firing at 1600 ° C) or by adding and mixing an appropriate organic solvent or solvent to the raw material powder such as alumina, and the raw material powder is molded into a predetermined shape by a press molding machine. It is manufactured by firing a compact at a high temperature (about 1600 ° C). In the case of glass epoxy resin, for example, a base material made of glass fiber is impregnated with a precursor of epoxy resin,
It is manufactured by thermally curing the epoxy resin precursor at a predetermined temperature.

【0030】また、基板1には、その上面に複数の絶縁
フィルム層4を間に絶縁性接着剤層5を介して積層した
絶縁層と配線導体層3とを多層に積層した多層配線部2
が配設されている。この多層配線部2を構成する絶縁フ
ィルム層4は上下に位置する配線導体層3を電気的に絶
縁し、配線導体層3は電気信号を伝達するための伝達路
として機能する。
The substrate 1 has a multilayer wiring portion 2 in which a plurality of insulating film layers 4 are laminated on the upper surface of the substrate 1 with an insulating adhesive layer 5 interposed therebetween and a wiring conductor layer 3 are laminated in multiple layers.
Is provided. The insulating film layer 4 forming the multilayer wiring portion 2 electrically insulates the wiring conductor layers 3 located above and below, and the wiring conductor layer 3 functions as a transmission path for transmitting an electric signal.

【0031】多層配線部2の絶縁層は絶縁フィルム層4
と絶縁性接着剤層5とから構成され絶縁フィルム層4は
ポリイミド樹脂,ポリフェニレンサルファイド樹脂,全
芳香族ポリエステル樹脂,フッ素樹脂等から成る。ま
た、絶縁性接着剤層5はポリアミドイミド樹脂,ポリイ
ミドシロキサン樹脂,ビスマレイミドトリアジン樹脂,
エポキシ樹脂等から成る。絶縁層は、まず12.5〜50μm
程度の絶縁フィルムに絶縁性接着剤をドクターブレード
法等を用いて乾燥厚みで5〜20μm程度に塗布し乾燥さ
せたものを準備し、この絶縁フィルムを基板1や下層の
絶縁層の上面に間に絶縁性接着剤が配されるように積み
重ね、これを加熱プレス装置を用いて加熱加圧し接着す
ることによって形成される。
The insulating layer of the multilayer wiring part 2 is the insulating film layer 4
The insulating film layer 4 is composed of a polyimide resin, a polyphenylene sulfide resin, a wholly aromatic polyester resin, a fluororesin and the like. The insulating adhesive layer 5 is made of polyamide-imide resin, polyimide-siloxane resin, bismaleimide-triazine resin,
It is made of epoxy resin. First, the insulating layer is 12.5 to 50 μm
The insulating film is coated with an insulating adhesive to a dry thickness of about 5 to 20 μm using a doctor blade method or the like and dried, and this insulating film is applied between the substrate 1 and the upper surface of the lower insulating layer. It is formed by stacking so that an insulating adhesive is placed on the sheet, and heating and pressurizing it by using a heating press device to bond them.

【0032】中でも、ビアホール導体7を銅または銅合
金で形成し、絶縁フィルム層4をポリイミド樹脂とし、
絶縁性接着剤層5をポリイミドシロキサン樹脂あるいは
シロキサン変性ポリアミドイミド樹脂とする組み合わせ
においては、ポリイミドシロキサン樹脂あるいはシロキ
サン変性ポリアミドイミド樹脂が絶縁フィルム層4との
接着性も良好で、かつ耐熱性が高く、また熱膨張係数が
銅と比較的近いため、ビアホール導体7と絶縁層との熱
膨張差も小さくなるため本発明に好適である。
Above all, the via-hole conductor 7 is made of copper or a copper alloy, and the insulating film layer 4 is made of polyimide resin.
In the combination where the insulating adhesive layer 5 is a polyimide siloxane resin or a siloxane modified polyamide imide resin, the polyimide siloxane resin or the siloxane modified polyamide imide resin has good adhesiveness to the insulating film layer 4 and high heat resistance, Moreover, since the coefficient of thermal expansion is relatively close to that of copper, the difference in thermal expansion between the via-hole conductor 7 and the insulating layer is small, which is suitable for the present invention.

【0033】また、絶縁フィルム層4の250℃における
貯蔵弾性率を1000MPaより小さくするとともに、絶縁
性接着剤層5の250℃における貯蔵弾性率を0.1MPaよ
り小さくしておくと、絶縁フィルム層4を多層化する際
の加熱プレス工程で高温な状態の絶縁層に機械的負荷が
加わった場合に、絶縁フィルム層4および絶縁性接着剤
層5が大幅に変形する傾向がある。また、絶縁性接着剤
層5の250℃における貯蔵弾性率を50MPaより大きく
しておくと、絶縁フィルム層4を多層化する際の加熱プ
レス工程で配線導体層3の埋め込み性が低下し、絶縁フ
ィルム層4と配線導体層3との接着性が低下する傾向が
ある。このため、絶縁フィルム層4の250℃における貯
蔵弾性率は1000MPa以上とし、絶縁性接着剤層5の25
0℃における貯蔵弾性率は0.1MPa以上50MPa以下と
しておくのがよい。なお、ここでの貯蔵弾性率とは、J
IS K7198の引張振動法(1Hz)で測定した動
的貯蔵弾性率に準じる。
If the storage elastic modulus of the insulating film layer 4 at 250 ° C. is set to less than 1000 MPa and the storage elastic modulus of the insulating adhesive layer 5 at 250 ° C. is set to less than 0.1 MPa, the insulating film layer 4 is formed. When a mechanical load is applied to the insulating layer in a high temperature state in the hot pressing step for forming a multilayer, the insulating film layer 4 and the insulating adhesive layer 5 tend to be significantly deformed. Further, if the storage elastic modulus at 250 ° C. of the insulating adhesive layer 5 is set to be larger than 50 MPa, the embedding property of the wiring conductor layer 3 is deteriorated in the hot pressing step when the insulating film layer 4 is multilayered, and the insulation The adhesiveness between the film layer 4 and the wiring conductor layer 3 tends to decrease. Therefore, the storage elastic modulus of the insulating film layer 4 at 250 ° C. is 1000 MPa or more, and the storage elastic modulus of the insulating adhesive layer 5 is 25 MPa or more.
The storage elastic modulus at 0 ° C. is preferably 0.1 MPa or more and 50 MPa or less. The storage elastic modulus here is J
According to the dynamic storage elastic modulus measured by the tensile vibration method (1 Hz) of IS K7198.

【0034】絶縁層には所定位置に絶縁フィルム層4お
よび絶縁性接着剤層5を貫通する貫通孔であるビアホー
ル6が形成されており、このビアホール6内にはビアホ
ール導体7が被着形成されることにより絶縁フィルム層
4を挟んで上下に位置する配線導体層3の各々を電気的
に接続する接続路が形成される。
A via hole 6 which is a through hole penetrating the insulating film layer 4 and the insulating adhesive layer 5 is formed at a predetermined position in the insulating layer, and a via hole conductor 7 is formed in the via hole 6. As a result, a connection path for electrically connecting each of the wiring conductor layers 3 located above and below the insulating film layer 4 is formed.

【0035】ビアホール6は、例えばレーザを使い絶縁
フィルム層4および絶縁性接着剤層5の一部を除去する
ことにより形成される。特に、ビアホール6の開口径が
小さな場合は、ビアホール形状のコントロールが容易で
ビアホール6の内壁面が滑らかに加工される紫外線レー
ザで形成することが望ましい。
The via hole 6 is formed by removing a part of the insulating film layer 4 and the insulating adhesive layer 5 by using, for example, a laser. In particular, when the opening diameter of the via hole 6 is small, it is desirable to form the via hole with an ultraviolet laser that allows easy control of the via hole shape and the inner wall surface of the via hole 6 to be processed smoothly.

【0036】各絶縁フィルム層4の上面に配設される配
線導体層3およびビアホール6内に配設されるビアホー
ル導体7は、銅,金,アルミニウム,ニッケル,クロ
ム,モリブデン,チタンおよびそれらの合金等の金属材
料をスパッタリング法,蒸着法,めっき法等の薄膜形成
技術を採用することによって形成することができる。
The wiring conductor layer 3 provided on the upper surface of each insulating film layer 4 and the via hole conductor 7 provided in the via hole 6 are copper, gold, aluminum, nickel, chromium, molybdenum, titanium and alloys thereof. It is possible to form a metal material such as by using a thin film forming technique such as a sputtering method, a vapor deposition method, or a plating method.

【0037】ビアホール導体7は配線導体層3と別々に
形成してもよいが、これらは同時に形成した方が工程数
を少なくできるとともに両者の電気的な接続信頼性の点
でも良好である。また、配線導体層3とビアホール導体
7を一体形成する場合にはそれぞれに所望の厚みのめっ
き膜を調整して形成することができるように、主として
電解めっき法を用いて形成しておくのがよい。
The via-hole conductor 7 may be formed separately from the wiring conductor layer 3, but if they are formed at the same time, the number of steps can be reduced and the electrical connection reliability between the two is good. Further, when the wiring conductor layer 3 and the via-hole conductor 7 are integrally formed, the electrolytic plating method is mainly used so that a plating film having a desired thickness can be adjusted and formed. Good.

【0038】配線導体層3およびビアホール導体7の形
成方法は、例えば、まず広面積に銅層を主体としこの銅
層の少なくとも一方の主面に拡散防止層(バリア層)と
してのクロム,モリブデン,チタン等を被着させて下地
導体層を形成する。次に、この上に所望のパターンにフ
ォトレジストを形成し、このフォトレジストをマスクに
して主導体層部分をメッキにて所望の厚みまで形成す
る。その後、フォトレジストを剥離し、下地導体層をエ
ッチングにて除去することにより所望のパターンに加工
することができる。
A method of forming the wiring conductor layer 3 and the via-hole conductor 7 is, for example, that a copper layer is mainly used in a large area, and chromium, molybdenum, and a diffusion prevention layer (barrier layer) are formed on at least one main surface of the copper layer. Titanium or the like is deposited to form a base conductor layer. Next, a photoresist is formed in a desired pattern on this, and the main conductor layer portion is formed by plating to a desired thickness using this photoresist as a mask. After that, the photoresist is peeled off, and the underlying conductor layer is removed by etching, whereby a desired pattern can be formed.

【0039】このとき、ビアホール6の底部におけるビ
アホール導体7の厚みを絶縁性接着剤層5の厚みより薄
く形成すると、絶縁フィルム層4を多層化する加熱プレ
ス工程にて高温な状態の絶縁層に機械的な負荷が加わる
ため、絶縁性接着剤層5は常温常圧時に比べ大きく変形
しビアホール6の内壁に形成されたビアホール導体7も
絶縁性接着剤層5の変形に追従して変形することとな
る。その結果、ビアホール6の内壁に均一に形成された
ビアホール導体7の変形や破断が起こり、上下に位置す
る配線導体層3間の導通不良が発生し易くなる傾向があ
った。
At this time, if the thickness of the via-hole conductor 7 at the bottom of the via-hole 6 is made thinner than the thickness of the insulating adhesive layer 5, the insulating film layer 4 becomes a high-temperature insulating layer in the hot pressing step. Since the mechanical load is applied, the insulating adhesive layer 5 is largely deformed as compared with normal temperature and pressure, and the via hole conductor 7 formed on the inner wall of the via hole 6 is also deformed following the deformation of the insulating adhesive layer 5. Becomes As a result, the via-hole conductor 7 formed uniformly on the inner wall of the via-hole 6 is deformed or fractured, and there is a tendency for defective conduction to occur between the wiring conductor layers 3 located above and below.

【0040】また、ビアホール6の底部におけるビアホ
ール導体7の厚みを絶縁フィルム層4と絶縁性接着剤層
5の合計の厚みの60%より厚く形成すると、ビアホール
導体7と絶縁層との熱膨張係数に大きな差があるため、
チップ部品を実装する際の加熱工程や温度サイクル試験
等の耐環境試験において、絶縁層にクラックが発生した
り、あるいはビアホール導体7と下層の配線導体層3の
間で剥離が発生し易くなる傾向があった。
If the thickness of the via-hole conductor 7 at the bottom of the via-hole 6 is made thicker than 60% of the total thickness of the insulating film layer 4 and the insulating adhesive layer 5, the coefficient of thermal expansion between the via-hole conductor 7 and the insulating layer is increased. Because there is a big difference in
In an environment resistance test such as a heating process or a temperature cycle test when mounting a chip component, a crack is likely to occur in the insulating layer or peeling is likely to occur between the via-hole conductor 7 and the lower wiring conductor layer 3. was there.

【0041】このため、ビアホール導体7のビアホール
6の底部における厚みtvはtad≦tv≦0.6(tf
ad)の関係式を満たす範囲としておくのが好ましい。
Therefore, the thickness t v of the via hole conductor 7 at the bottom of the via hole 6 is t ad ≤t v ≤0.6 (t f +
It is preferable to set the range to satisfy the relational expression of (t ad ).

【0042】なお、絶縁フィルム層4の最上層の主導体
層には、チップ部品の実装性および耐環境性の点から、
主導体層が銅層からなる場合にはその上にニッケル層や
金層を形成するとよい。
The uppermost main conductor layer of the insulating film layer 4 is formed from the viewpoints of mountability of chip parts and environmental resistance.
When the main conductor layer is a copper layer, a nickel layer or a gold layer may be formed thereon.

【0043】かくして、本発明の多層配線基板によれ
ば、基板1の上面に被着させた多層配線部2の上に半導
体素子や容量素子,抵抗器等の電子部品を搭載実装し、
電子部品の各電極を配線導体層3に電気的に接続するこ
とによって半導体装置や混成集積回路装置等となる。
Thus, according to the multilayer wiring board of the present invention, electronic components such as a semiconductor element, a capacitive element, and a resistor are mounted and mounted on the multilayer wiring part 2 attached to the upper surface of the substrate 1.
By electrically connecting each electrode of the electronic component to the wiring conductor layer 3, a semiconductor device, a hybrid integrated circuit device, or the like is obtained.

【0044】なお、本発明は上記の例に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々
の変更は可能である。例えば、上述の実施例においては
基板1の上面にのみ絶縁層と配線導体層3とから成る多
層配線部2を設けたが、多層配線部2を基板1の下面側
のみに設けても、上下の両面に設けてもよい。
The present invention is not limited to the above example, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the multilayer wiring portion 2 including the insulating layer and the wiring conductor layer 3 is provided only on the upper surface of the substrate 1, but even if the multilayer wiring portion 2 is provided only on the lower surface side of the substrate 1, the upper and lower portions are It may be provided on both sides of.

【0045】[0045]

【実施例】〈実施例1〉絶縁フィルムとしてユーピレッ
クスS(宇部興産株式会社製ポリイミドフィルム、商品
名)の20μm厚みのものに絶縁性接着剤としてユピタイ
ト(宇部興産株式会社製ポリイミドシロキサン、商品
名)を5μm厚みに塗布し、絶縁性接着剤層付きの絶縁
フィルム層を準備した。次に、配線導体層(第1導体
層)を形成したアルミナ基板(100mm角)に圧力2M
Pa,230℃,30分間の加熱加圧条件で、先の絶縁フィ
ルム層を絶縁性接着剤層を間にして積層し絶縁層(第1
絶縁層)を形成した。その後、エキシマレーザにてφ30
μmのビアホールの加工を行ない、その後、スパッタリ
ング法にてCrとCuの多層膜を形成し電解めっき用の
下地導体層を形成した。次に、配線導体層およびビアホ
ール導体を形成する以外の部分にフォトレジストをマス
キングし、電解硫酸銅めっきにて配線導体層およびビア
ホール導体の主導体層のめっき膜を形成した。その後、
フォトレジストを剥離し、電解銅めっき用の下地導体層
を除去することにより配線導体層(第2導体層)および
ビアホール導体(第1導体層と第2導体層とを接続す
る)を形成した。このとき、電解硫酸銅めっきの添加剤
(上村工業株式会社製スルカップAC−90および荏原ユ
ージライト株式会社製キューブライトVF)およびめっ
き時間を変えることにより、ビアホール底部におけるビ
アホール導体の厚みが1,4,6,10,15,20,25μm
となるようにした。
EXAMPLES Example 1 Upilex S (polyimide film manufactured by Ube Industries, Ltd., product name) having a thickness of 20 μm as an insulating film, and Upitite (polyimide siloxane manufactured by Ube Industries, product name) as an insulating adhesive Was applied to a thickness of 5 μm to prepare an insulating film layer with an insulating adhesive layer. Next, pressure 2M is applied to the alumina substrate (100 mm square) on which the wiring conductor layer (first conductor layer) is formed.
Under the heating and pressurizing conditions of Pa, 230 ° C., 30 minutes, the above insulating film layer is laminated with an insulating adhesive layer in between to form an insulating layer (first
An insulating layer). After that, φ30 with excimer laser
A via hole of μm was processed, and then a multilayer film of Cr and Cu was formed by a sputtering method to form a base conductor layer for electrolytic plating. Next, a photoresist was masked on the portions other than where the wiring conductor layer and the via-hole conductor were formed, and electrolytic copper plating was used to form a plating film for the wiring conductor layer and the main conductor layer of the via-hole conductor. afterwards,
By removing the photoresist and removing the underlying conductor layer for electrolytic copper plating, a wiring conductor layer (second conductor layer) and a via-hole conductor (connecting the first conductor layer and the second conductor layer) were formed. At this time, the thickness of the via-hole conductor at the bottom of the via-hole was changed to 1,4 by changing the additive for electrolytic copper sulfate plating (Sulcup AC-90 manufactured by Uemura Kogyo Co., Ltd. and Cubelite VF manufactured by Ebara-Udylite Co., Ltd.) and the plating time. , 6,10,15,20,25μm
So that

【0046】次に、上記手順と同様の方法で第2絶縁
層、第3配線導体層、第2配線導体層と第3配線導体層
とを接続するビアホール導体を形成した。さらに、第3
配線導体層には表層保護膜としてさらにニッケル層と金
層を順次形成した。
Next, a second insulating layer, a third wiring conductor layer, and a via-hole conductor connecting the second wiring conductor layer and the third wiring conductor layer were formed by the same method as the above procedure. Furthermore, the third
A nickel layer and a gold layer were sequentially formed on the wiring conductor layer as a surface protective film.

【0047】上記方法で900穴組のビアホール導体の接
続抵抗値を測定できる試験片を製作し、リフロー通炉試
験(260℃ピーク),温度サイクル試験(−55℃⇔125
℃,1000サイクル),高温放置試験(150℃,1000時
間)を行ない、ビアホール導体の接続抵抗値の変化率を
評価した。判定は初期値に対して±10%以上の変化を示
したものを故障とした。各試験における故障数/サンプ
ル数の結果のまとめを表1に示す。
A test piece capable of measuring the connection resistance value of a via hole conductor of 900 holes was manufactured by the above-mentioned method, and a reflow furnace test (260 ° C peak), a temperature cycle test (-55 ° C ⇔ 125
High-temperature storage test (150 ° C, 1000 hours) was performed to evaluate the rate of change in the connection resistance value of the via-hole conductor. Judgment was judged to be a failure if it showed a change of ± 10% or more from the initial value. Table 1 shows a summary of the results of the number of failures / the number of samples in each test.

【0048】[0048]

【表1】 [Table 1]

【0049】表1に示すように、ビアホールの底部にお
けるビアホール導体の厚みが絶縁性接着剤層の厚みより
小さい場合、初期およびリフロー通炉試験後にビアホー
ル導体の接続抵抗値の大幅な変化が見られた。そこで、
この故障したビアホール部の解析を行なった結果、第2
絶縁層を積層する際のプレス工程で発生したと考えられ
るビアホール導体の変形および破断が確認された。
As shown in Table 1, when the thickness of the via-hole conductor at the bottom of the via-hole is smaller than the thickness of the insulating adhesive layer, a large change in the connection resistance value of the via-hole conductor was observed at the initial stage and after the reflow furnace test. It was Therefore,
As a result of the analysis of this failed via hole,
Deformation and breakage of the via-hole conductor, which was considered to have occurred during the pressing process when laminating the insulating layers, were confirmed.

【0050】また、ビアホールの底部におけるビアホー
ル導体の厚みがそのビアホールが貫通する絶縁層の厚み
の60%以上のとき、各試験後にビアホール導体の接続抵
抗値の大幅な変化が見られた。そこで、この故障したビ
アホール部の解析を行なった結果、ビアホール導体と第
1配線導体層との間の剥離が確認された。この剥離の原
因は絶縁層とビアホール導体との熱膨張差によりビアホ
ール導体が押し上げられ剥離したものと考える。
Further, when the thickness of the via-hole conductor at the bottom of the via-hole was 60% or more of the thickness of the insulating layer penetrating the via-hole, a large change in the connection resistance value of the via-hole conductor was observed after each test. Then, as a result of analyzing the failed via hole portion, peeling between the via hole conductor and the first wiring conductor layer was confirmed. It is considered that the cause of this peeling is that the via hole conductor was pushed up and peeled off due to the difference in thermal expansion between the insulating layer and the via hole conductor.

【0051】また、ビアホール導体の厚みtvがtad
v≦0.6(tf+tad)の範囲内にある試験片ではビア
ホール導体の接続抵抗値の大幅な変化は見られなかっ
た。
Further, the thickness t v of the via-hole conductor is t ad
No significant change in the connection resistance value of the via-hole conductor was observed in the test pieces within the range of t v ≦ 0.6 (t f + t ad ).

【0052】〈実施例2〉絶縁フィルムとしてユーピレ
ックスS(宇部興産株式会社製ポリイミドフィルム、商
品名)の12.5μm厚みのものに絶縁性接着剤としてシロ
キサン変性ポリアミドイミドを10μm厚みに塗布し、絶
縁性接着剤層付きの絶縁フィルム層を準備した。次に、
配線導体層(第1導体層)を形成したアルミナ基板(10
0mm角)に圧力3MPa,260℃,60分間の加熱加圧条
件で先の絶縁フィルム層を絶縁性接着剤層を間にして積
層し絶縁層(第1絶縁層)を形成した。その後、エキシ
マレーザにてφ30μmのビアホールの加工を行ない、そ
の後スパッタリング法にてCrとCuの多層膜を形成し
電解めっき用の下地導体層を形成した。次に、配線導体
層およびビアホール導体を形成する以外の部分にフォト
レジストをマスキングし、電解硫酸銅めっきにて配線導
体層およびビアホール導体の主導体層のめっき膜を形成
した。その後、フォトレジストを剥離し、電解銅めっき
用の下地導体層を除去することにより配線導体層(第2
導体層)およびビアホール導体(第1導体層と第2導体
層とを接続する)を形成した。このとき、電解硫酸銅め
っきの添加剤(上村工業株式会社製スルカップAC−90
および荏原ユージライト株式会社製キューブライトV
F)およびめっき時間を変えることにより、ビアホール
底部におけるビアホール導体の厚みが1,6,10,15,
22μmとなるようにした。
Example 2 Upilex S (polyimide film manufactured by Ube Industries, Ltd.) having a thickness of 12.5 μm as an insulating film was coated with siloxane-modified polyamideimide as an insulating adhesive to a thickness of 10 μm to obtain an insulating property. An insulating film layer with an adhesive layer was prepared. next,
Alumina substrate with a wiring conductor layer (first conductor layer) (10
The above insulating film layer was laminated with an insulating adhesive layer in between under a pressure of 3 MPa, 260 ° C., and heating / pressurizing conditions for 60 minutes to form an insulating layer (first insulating layer). After that, a via hole of φ30 μm was processed by an excimer laser, and then a multilayer film of Cr and Cu was formed by a sputtering method to form a base conductor layer for electrolytic plating. Next, photoresist was masked on the portions other than the area where the wiring conductor layer and the via-hole conductor were formed, and electrolytic copper plating was used to form a plating film for the wiring conductor layer and the main conductor layer of the via-hole conductor. Then, the photoresist is peeled off, and the underlying conductor layer for electrolytic copper plating is removed to remove the wiring conductor layer (second
A conductor layer) and a via-hole conductor (connecting the first conductor layer and the second conductor layer) were formed. At this time, an additive for electrolytic copper sulfate plating (Sulcup AC-90 manufactured by Uemura Industry Co., Ltd.
And Ebara Light Cubelight V
By changing F) and plating time, the thickness of the via hole conductor at the bottom of the via hole is 1, 6, 10, 15,
It was set to 22 μm.

【0053】次に、上記手順と同様の方法で第2絶縁
層、第3配線導体層、第2配線導体層と第3配線導体層
とを接続するビアホール導体を形成した。さらに、第3
配線導体層には表層保護膜としてさらにニッケル層と金
層を順次形成した。
Then, a second insulating layer, a third wiring conductor layer, and a via-hole conductor connecting the second wiring conductor layer and the third wiring conductor layer were formed by the same method as the above procedure. Furthermore, the third
A nickel layer and a gold layer were sequentially formed on the wiring conductor layer as a surface protective film.

【0054】上記方法で900穴組のビアホール導体の接
続抵抗値を測定できる試験片を製作し、リフロー通炉試
験(260℃ピーク),温度サイクル試験(−55℃⇔125
℃,1000サイクル),高温放置試験(150℃,1000時
間)を行ない、ビアホール導体の接続抵抗値の変化率を
評価した。判定は初期値に対して±10%以上の変化を示
したものを故障とした。各試験における故障数/サンプ
ル数の結果のまとめを表2に示す。
A test piece capable of measuring the connection resistance value of a via-hole conductor of 900 holes was manufactured by the above method, and a reflow furnace test (260 ° C peak) and a temperature cycle test (-55 ° C ⇔ 125
High-temperature storage test (150 ° C, 1000 hours) was performed to evaluate the rate of change in the connection resistance value of the via-hole conductor. Judgment was judged to be a failure if it showed a change of ± 10% or more from the initial value. Table 2 shows a summary of the results of the number of failures / the number of samples in each test.

【0055】[0055]

【表2】 [Table 2]

【0056】表2に示すように、ビアホールの底部にお
けるビアホール導体の厚みが絶縁性接着剤層の厚みより
小さい場合、初期およびリフロー通炉試験後にビアホー
ル導体の接続抵抗値の大幅な変化が見られた。そこで、
この故障したビアホール部の解析を行なった結果、第2
絶縁層を積層する際のプレス工程で発生したと考えられ
るビアホール導体の変形および破断が確認された。
As shown in Table 2, when the thickness of the via-hole conductor at the bottom of the via-hole is smaller than the thickness of the insulating adhesive layer, a large change in the connection resistance value of the via-hole conductor was observed at the initial stage and after the reflow furnace test. It was Therefore,
As a result of the analysis of this failed via hole,
Deformation and breakage of the via-hole conductor, which was considered to have occurred during the pressing process when laminating the insulating layers, were confirmed.

【0057】また、ビアホールの底部におけるビアホー
ル導体の厚みがそのビアホールが貫通する絶縁層の厚み
の60%以上のとき、各試験後にビアホール導体の接続抵
抗値の大幅な変化が見られた。そこで、この故障したビ
アホール部の解析を行なった結果、ビアホール導体と第
1配線導体層との間の剥離が確認された。この剥離の原
因は絶縁層とビアホール導体との熱膨張差によりビアホ
ール導体が押し上げられ剥離したものと考える。
Further, when the thickness of the via-hole conductor at the bottom of the via-hole was 60% or more of the thickness of the insulating layer penetrating the via-hole, a large change in the connection resistance value of the via-hole conductor was observed after each test. Then, as a result of analyzing the failed via hole portion, peeling between the via hole conductor and the first wiring conductor layer was confirmed. It is considered that the cause of this peeling is that the via hole conductor was pushed up and peeled off due to the difference in thermal expansion between the insulating layer and the via hole conductor.

【0058】また、ビアホール導体の厚みtvがtad
v≦0.6(tf+tad)の範囲内にある試験片ではビア
ホール導体の接続抵抗値の大幅な変化は見られなかっ
た。
Further, the thickness t v of the via-hole conductor is t ad
No significant change in the connection resistance value of the via-hole conductor was observed in the test pieces within the range of t v ≦ 0.6 (t f + t ad ).

【0059】[0059]

【発明の効果】以上のように、本発明の多層配線基板に
よれば、ビアホールの底部におけるビアホール導体の厚
みをtad≦tvとしたことによりビアホール導体が絶縁
性接着剤層の厚み以上に形成されているため、絶縁フィ
ルム層を多層化する際の加熱プレス工程で高温な状態の
絶縁層に機械的負荷が加わった場合にも、絶縁性接着剤
層の変形はビアホール導体により抑制されるため、ビア
ホールの内壁に形成されたビアホール導体は変形や破断
を起こさなくなる。
As described above, according to the multilayer wiring board of the present invention, the thickness of the via-hole conductor at the bottom of the via-hole is set to t ad ≤t v , so that the via-hole conductor is thicker than the insulating adhesive layer. Since it is formed, the deformation of the insulating adhesive layer is suppressed by the via-hole conductor even when a mechanical load is applied to the insulating layer in a high temperature state in the hot pressing process when the insulating film layer is multilayered. Therefore, the via-hole conductor formed on the inner wall of the via-hole does not deform or break.

【0060】また、ビアホール底部におけるビアホール
導体の厚みをtv≦0.6(tf+tad)としたことにより
ビアホールの内部はビアホール導体で完全に埋め込まれ
ずにビアホールの上部にはビアホール導体の内側に凹部
が形成される。このビアホールの凹部内には、ビアホー
ル導体が形成された絶縁層上にさらに絶縁フィルム層を
加熱プレス機にて積層し多層化する際、絶縁性接着剤層
が充填される。その結果、ビアホール内の凹部では熱膨
張係数が絶縁層に近づくため、温度が変動した際にもビ
アホールの周囲に生じる応力を小さくすることができ
る。このことにより、多層配線基板にチップ部品を実装
する際の加熱工程や温度サイクル試験等の耐環境試験に
おいて発生する絶縁層のクラックやビアホール導体と下
層の配線導体層との間における剥離がなくなる。
Since the thickness of the via-hole conductor at the bottom of the via-hole is t v ≤0.6 (t f + t ad ), the inside of the via-hole is not completely filled with the via-hole conductor, and the upper part of the via-hole is recessed inside the via-hole conductor. Is formed. An insulating adhesive layer is filled in the concave portion of the via hole when an insulating film layer is further laminated on the insulating layer on which the via hole conductor is formed by a heat press to form a multilayer structure. As a result, the coefficient of thermal expansion of the recess in the via hole approaches that of the insulating layer, so that the stress generated around the via hole can be reduced even when the temperature changes. As a result, cracks in the insulating layer and peeling between the via-hole conductor and the lower wiring conductor layer, which occur in an environment resistance test such as a heating process or a temperature cycle test when mounting a chip component on a multilayer wiring board, are eliminated.

【0061】これにより、上下に位置する配線導体層間
の導通不良の発生がなくなり、電気的接続信頼性の優れ
た多層配線基板となる。
As a result, the occurrence of conduction failure between the upper and lower wiring conductor layers is eliminated, and the multilayer wiring board has excellent electrical connection reliability.

【0062】さらに、本発明の多層配線基板によれば、
絶縁フィルム層の250℃における貯蔵弾性率を1000MP
a以上とし、絶縁性接着剤層の250℃における貯蔵弾性
率を0.1MPa以上50MPa以下としたときには、絶縁
フィルム層を多層化する際の加熱プレス工程で高温な状
態の絶縁層に機械的負荷が加わった場合にも絶縁フィル
ム層の弾性率は高く維持されるためほとんど変形しな
い。また、絶縁性接着剤層もゴム弾性領域にあるため大
幅に変形しない。この結果、プレス圧力はビアホール導
体に集中することがなくなりビアホールの内壁に形成さ
れたビアホール導体は変形や破断を起こさなくなる。
Further, according to the multilayer wiring board of the present invention,
Storage elastic modulus of insulating film layer at 250 ℃ is 1000MP
When the storage elastic modulus at 250 ° C. of the insulating adhesive layer is 0.1 MPa or more and 50 MPa or less, a mechanical load is applied to the insulating layer at a high temperature in the hot pressing step when the insulating film layer is multilayered. Even when added, the elastic modulus of the insulating film layer is maintained high, so that it is hardly deformed. Further, the insulating adhesive layer is also in the rubber elastic region, so that it is not significantly deformed. As a result, the pressing pressure does not concentrate on the via-hole conductor, and the via-hole conductor formed on the inner wall of the via-hole does not deform or break.

【0063】これにより、上下に位置する配線導体層間
の導通不良の発生がなくなり、より一層電気的接続信頼
性の優れた多層配線基板となる。
As a result, the occurrence of conduction defects between the wiring conductor layers located above and below is eliminated, and the multilayer wiring board has further excellent electrical connection reliability.

【0064】さらに、本発明の多層配線基板によれば、
絶縁フィルム層をポリイミド、絶縁性接着剤層をポリイ
ミドシロキサンまたはシロキサン変性ポリアミドイミ
ド、ビアホール導体を銅または銅合金で形成したときに
は、絶縁性接着剤層とビアホール導体の熱膨張係数の差
が小さくなり、温度変動時にビアホールの周囲で生じる
応力を小さくすることができる。このことにより、多層
配線基板にチップ部品を実装する際の加熱工程や温度サ
イクル試験等の耐環境試験において発生する絶縁層のク
ラックやビアホール導体と下層の配線導体層との間にお
ける剥離がなくなる。
Further, according to the multilayer wiring board of the present invention,
When the insulating film layer is formed of polyimide, the insulating adhesive layer is formed of polyimide siloxane or siloxane-modified polyamideimide, and the via-hole conductor is formed of copper or a copper alloy, the difference in thermal expansion coefficient between the insulating adhesive layer and the via-hole conductor is reduced, The stress generated around the via hole when the temperature changes can be reduced. As a result, cracks in the insulating layer and peeling between the via-hole conductor and the lower wiring conductor layer, which occur in an environment resistance test such as a heating process or a temperature cycle test when mounting a chip component on a multilayer wiring board, are eliminated.

【0065】また、ポリイミド,ポリイミドシロキサ
ン,シロキサン変性ポリアミドイミドは誘電率や誘電正
接が高周波領域の広い範囲で低く、高周波特性に優れた
絶縁層にすることができる。
Further, polyimide, polyimide siloxane, and siloxane-modified polyamide-imide have low dielectric constant and dielectric loss tangent in a wide range of high frequencies, and can be formed into an insulating layer having excellent high frequency characteristics.

【0066】これらにより、上下に位置する配線導体層
間の導通不良の発生がなくなるとともに、高周波特性に
優れた絶縁層とすることができ、電気的接続信頼性と高
周波特性の優れた多層配線基板となる。
As a result, it is possible to prevent the occurrence of conduction defects between the upper and lower wiring conductor layers and to form an insulating layer having excellent high frequency characteristics, and to provide a multilayer wiring board having excellent electrical connection reliability and high frequency characteristics. Become.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の多層配線基板の実施の形態の一例を示
す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of an embodiment of a multilayer wiring board of the present invention.

【図2】図1に示す多層配線基板におけるビアホール導
体の周辺の状態を示す要部拡大断面図である。
FIG. 2 is an enlarged sectional view of an essential part showing a state around a via-hole conductor in the multilayer wiring board shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・基板 2・・・・多層配線部 3・・・・配線導体層 4・・・・絶縁フィルム層 5・・・・絶縁性接着剤層 6・・・・ビアホール 7・・・・ビアホール導体 1 ... substrate 2 ... Multi-layer wiring part 3 ... Wiring conductor layer 4 ... Insulating film layer 5 ... Insulating adhesive layer 6 ... Beer hall 7 ... Via-hole conductor

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に有機樹脂から成る複数の絶縁フ
ィルム層と配線導体層とを積層するとともに上下に前記
絶縁フィルム層を間に絶縁性接着剤層を介して接着し、
上下に位置する前記配線導体層同士をその間の絶縁フィ
ルム層および絶縁性接着剤層に設けたビアホールにビア
ホール導体を配して電気的に接続して成る多層配線基板
であって、前記ビアホールの底部における前記ビアホー
ル導体の厚みをtv、前記絶縁性接着剤層の厚みを
ad、前記絶縁フィルム層の厚みをtfとしたとき、t
ad≦tv≦0.6(tf+tad)を満たすことを特徴とす
る多層配線基板。
1. A plurality of insulating film layers made of an organic resin and a wiring conductor layer are laminated on a substrate, and the insulating film layers are adhered to each other with an insulating adhesive layer interposed therebetween.
A multilayer wiring board in which via wiring conductors are electrically connected by arranging the wiring conductive layers located above and below in via holes provided in an insulating film layer and an insulating adhesive layer between the wiring conductive layers, the bottom portion of the via holes being provided. Where t v is the thickness of the via-hole conductor, t ad is the thickness of the insulating adhesive layer, and t f is the thickness of the insulating film layer,
A multilayer wiring board characterized by satisfying ad ≤t v ≤0.6 (t f + t ad ).
【請求項2】 前記絶縁フィルム層の250℃における
貯蔵弾性率を1000MPa以上とし、前記絶縁性接着
剤層の250℃における貯蔵弾性率を0.1MPa以上
50MPa以下としたことを特徴とする請求項1記載の
多層配線基板。
2. The storage elastic modulus at 250 ° C. of the insulating film layer is 1000 MPa or more, and the storage elastic modulus at 250 ° C. of the insulating adhesive layer is 0.1 MPa or more and 50 MPa or less. 1. The multilayer wiring board according to 1.
【請求項3】 前記絶縁フィルム層をポリイミド、前記
絶縁性接着剤層をポリイミドシロキサンまたはシロキサ
ン変性ポリアミドイミド、前記ビアホール導体を銅また
は銅合金で形成したことを特徴とする請求項1記載の多
層配線基板。
3. The multilayer wiring according to claim 1, wherein the insulating film layer is formed of polyimide, the insulating adhesive layer is formed of polyimide siloxane or siloxane modified polyamide imide, and the via hole conductor is formed of copper or copper alloy. substrate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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